藍色細菌の生物時計遺伝子の分子遺伝学的解析

<kai時計遺伝子のクローニングとその振動モデル>ゲノムライブラリーによる遺伝的相補により、多くの突然変異を相補する新規の遺伝子群kai(回)のクローニングに成功した。この遺伝子上の変異は概日時計を様々に変化させ、遺伝子破壊や過剰発現はリズムを消失させる。さらに発光レポーターによる解析から、この遺伝子群はkaiAおよびkaiBC上流部のプロモーター活性により転写されていることを見いだした。つぎに各遺伝子の破壊および過剰発現の効果を調べたところ、kaiC遺伝子の発現が自己の産物蛋白質kaiCにより負のフィードバックを受け、kaiA蛋白質は逆にkaiC遺伝子の発現を促進させる働きを持っていることが判明した。さらにkaiCの一時的な過剰発現は大きな位相変位を起した。これらの結果からkaiC遺伝子発現の自己制御がシアノバクテリアの概日振動の発生原因であり、KaiA蛋白質は振動を持続させているとする振動モデルを提示することが出来た(Science 1998)。<KaiA,B,C蛋白質の動態とその生化学的機能>3つのKaiA,B,C蛋白質は酵母のtwo hybrid系およびin vitroの結合試験から様々な相互作用をすることが確認された。さらにシアノバクテリアの細胞内でも相互作用することが確認された。また点突然変異により結合が変化することも確認され、これらの相互作用が振動発生機構に重要であることが示唆された(印刷中)。<kai時計遺伝子の発現解析>kaiAおよびkaiBC上流部域を調査し、夫々に顕著なbasal elementとnegative elementがあることを確認した。またkai遺伝子の発現を制御する因子の同定するためこれらの発現を変化させる突然変異を単離した。

<kai時計遺伝子のクローニングとその振動モデル>ゲノムライブラリーによる遺伝的相補により、多くの突然変異を相補する新規の遺伝子群kai(回)のクローニングに成功した。この遺伝子上の変異は概日時計を様々に変化させ、遺伝子破壊や過剰発現はリズムを消失させる。さらに発光レポーターによる解析から、この遺伝子群はkaiAおよびkaiBC上流部のプロモーター活性により転写されていることを見いだした。つぎに各遺伝子の破壊および過剰発現の効果を調べたところ、kaiC遺伝子の発現が自己の産物蛋白質kaiCにより負のフィードバックを受け、kaiA蛋白質は逆にkaiC遺伝子の発現を促進させる働きを持っていることが判明した。さらにkaiCの一時的な過剰発現は大きな位相変位を起した。これらの結果からkaiC遺伝子発現の自己制御がシアノバクテリアの概日振動の発生原因であり、KaiA蛋白質は振動を持続させているとする振動モデルを提示することが出来た(Science 1998)。<KaiA,B,C蛋白質の動態とその生化学的機能>3つのKaiA,B,C蛋白質は酵母のtwo hybrid系およびin vitroの結合試験から様々な相互作用をすることが確認された。さらにシアノバクテリアの細胞内でも相互作用することが確認された。また点突然変異により結合が変化することも確認され、これらの相互作用が振動発生機構に重要であることが示唆された(印刷中)。<kai時計遺伝子の発現解析>kaiAおよびkaiBC上流部域を調査し、夫々に顕著なbasal elementとnegative elementがあることを確認した。またkai遺伝子の発現を制御する因子の同定するためこれらの発現を変化させる突然変異を単離した。